Couverture ElectroniqueS n°127

2018 devrait être une année de déploiement soutenu des solutions IoT industrielles. À la clé, une réduction des coûts grâce à l'amélioration des process dans les usines ainsi que la création de valeur dans les services rendus aux clients industriels, par exemple grâce à la maintenance préventive, la gestion énergétique des bâtiments ou encore la surveillance de canalisations d'eau. L es opérateurs et les développeurs d'applications ayant recours à l'IoT sont unanimes : les applications et les usages au quotidien se développent en grands volumes dans le monde industriel et s'intégrent au sein des usines afin de réduire les coûts, ou bien dans les centres logistiques ou les centres de maintenance afin de créer de la valeur en termes de relation client. 2016 a été une année d'expérimentation des solutions IoT. 2017 a vu leur entrée en production avec des applications dans de nombreux domaines. 2018 devrait être une année de déploiement soutenu de solutions IoT industrielles en s'imposant au cœur de l'usine du futur (« l'usine 4.0 ») ou les entrepôts du futur. Les solutions IoT industrielles ne visent pas à remplacer les humains, mais à les assister dans leurs tâches. 35 MILLIARDS D'APPAREILS CONNECTÉS EN 2030 SELON L'IDATE > L'institut Idate DigiWorld vient de publier son étude des marchés de l'IoT (Internet of Things, Internet des objets) en Europe et dans le monde, couvrant pas moins de 14 marchés verticaux (agriculture, industrie, automobile, électronique, utilities, logistique, transport, commerce, smart home, smart city, sport, santé, communication, etc.). > « Nous prévoyons un taux de croissance de 10 % par an, pour atteindre un parc de 35 milliards d'unités en 2030, explique Samuel Ropert, analyste spécialisé dans l'IoT, avec une zone Asie-Pacifique particulièrement dynamique puisqu'elle représente à elle seule déjà 48 % du marché total en 2017. À tel point que nous nous attendons à voir la Chine passer devant les États-Unis en 2021 ». > En Europe, l'Allemagne prend le leadership grâce à ses positions fortes dans l'automobile et l'industrie (notamment via l'initiative publique Industrie 4.0). Le Royaume-Uni se signale plus particulièrement dans les secteurs du « smart metering » (compteurs intelligents) et de la sécurité. L'Italie se distingue par un leadership sur le marché du « smart metering » (lancé bien avant ses voisins européens) suivi par la France et l'Espagne. > Encore balbutiant, le secteur automobile va devenir le second marché le plus important en 2030, porté par les réglementations (telle eCall, système d'appel automatique en cas d'urgence - en Europe) et bien sûr l'avènement des voitures autonomes. > En termes de technologie, l'accès sans fil standardisé (comme le Wi-Fi et le Bluetooth), déjà dominant en 2017, restera en tête en 2030, en raison du fort développement attendu des applications grand public (maison connectée, sport/bien-être et gadgets électroniques) et bien sûr de son faible coût. > Mais c'est l'IoT cellulaire (via les normes NB-IOT, LTE-M et prochainement la 5G) qui devrait connaître la plus forte croissance (avec plus de 55 % par an d'ici à 2030), tandis que les technologies LPWA (LoRa, Sigfox) progresseront de 16 % d'ici à 2030. > Selon la GSMA (GSM Association), 41 réseaux IoT cellulaires sont actuellement déployés commercialement dans le monde. Les technologies mises en œuvre font ici appel aux standards NB-IoT ou LTE-M. Ce qui, au total, représente 23 opérateurs de téléphonie mobile. Parmi lesquels figurent : AT&T, China Mobile, China Telecom, Deutsche Telecom, Etisalat, Korea Telecom, KPN, Mobitel, Orange, Telia, Telstra, Turkcell, Verizon, Vodafone... > Par ailleurs, l'organisme estime à 3,1 miliards les connexions cellulaires IoT qui seront mises en œuvre à l'horizon 2025, dont 1,8 milliard de connexions à des réseaux LPWA (Low-Power Wide Area, longue portée et basse consommation) sous licence, c'est-à-dire non Sigfox, LoRa ou autre. « Les solutions IoT s'inscrivent dans le cadre de la gestion d'informations d'outils connectés, de pièces connectées et d'optimisation des process. Elles peuvent constituer une aide à l'opérateur sur le lieu de production, les objets connectés intervenant comme support aux gestes de l'opérateur. Elles s'inscrivent dans la configuration de toute la chaîne de production, jusqu'au service clients et au SAV, avec une liaison avec les fournisseurs et la blockchain, et donc le système de facturation », détaille Christian Picory, directeur de l'institut Carnot « Télécom et société numérique » (TSN), qui a travaillé en collaboration avec des industriels dans ce domaine. « Autour de ces solutions, les humains ne sont pas négligés et il s'agit aussi de s'inter-roger sur les problématiques d'adaptabilité des opérateurs de la chaîne de production aux solutions IoT, au sens social, sociologique et biologique », ajoute-t-il. Il faut par exemple vérifier qu'une paire de lunettes connectées sera bien acceptée par les opérateurs. « Dans le cadre de notre institut Carnot, nous avons travaillé avec Bosch, ELM Leblanc, Airbus ou encore Renault autour de la problématique de l'industrie du futur. Les industriels attendent de l'IoT une réduction de coûts, et donc du profit pour conforter leur position sur leur secteur et gagner des parts de marché », souligne-t-il. Par exemple, la réalité augmentée comme aide à la conduite est un axe de développement important pour l'industrie automobile et est déjà présente sur les véhicules haut de gamme. Elle permet de conduire mieux et plus en sécurité, en évitant par exemple la somnolence au conducteur. L'institut Carnot TSN a aussi travaillé sur un système de traçabilité pour un grand centre de colis et de gestion de flux grâce à des technologies de communications RFID. Enfin, un 3 e exemple de collaboration donnera bientôt lieu à la création d'une startup à partir d'un laboratoire de Télécom Sud Paris. Il s'agira de systèmes de communications en temps réel « indoor »(en intérieur). Outil de maintenance prédictive Les usages se concentrent principalement sur deux grandes familles d'applications. Les applications industrielles, d'une part, avec pour objectif la diminution des coûts ou l'amélioration des performances et au sein desquelles des objets connectés sont utilisés dans le process de production. Les applications de gestion énergétique des bâtiments, d'autre part, permettant d'optimiser la gestion des énergies, par exemple en installant des capteurs sur des canalisations d'eau ou dans des pièces à vivre (bureaux ou habitations). Il s'agit de détecter des anomalies de consommation sur ces canalisations d'eau. Le troisième domaine dans lequel l'IoT est utile est la maintenance préventive dans les usines pour les équipements de production ou même chez l'utilisateur final d'un produit. Des entreprises comme Somfy et Safran mettent en place des capteurs sur des produits livrés à leurs clients pour leur maintenance préventive. Somfy a par exemple dans son catalogue un produit d'alarme vendu aux particuliers utilisant le réseau LoRa dans des zones où la couverture radio n'est pas optimale. Le réseau LoRa peut alors intervenir lorsque le réseau GSM ou le Wi-Fi fonctionnent mal, notamment dans les maisons secondaires où le réseau cellulaire n'est pas toujours disponible ou satisfaisant. LoRa « prévient » le système d'alarme lorsque le réseau cellulaire fonctionne mal et prend alors le relais. L'IoT sera particulièment employé comme outil de maintenance prédictive à travers un accord entre Carte-siam, éditeur de logiciel B2B spécialisé dans l'intelligence artificielle embarquée dans des objets, et Eolane, œuvrant dans les services industriels en électronique et solutions connectées. Leur partenariat a donné naissance à Bob, le premier assistant de maintenance au monde à intégrer une intelligence artificielle embarquée directement dans des capteurs, déclarent les deux sociétés dans un communiqué commun. Cet assistant permet d'assurer la maintenance prédictive en milieu industriel de tous les équipements sensibles, en totale autonomie, en se basant sur les vibrations des machines. Bob s'inscrit comme la solution susceptible de révolutionner ce marché avec, pour la première fois, des fonctionnalités d'intelligence artificielle directement intégrées dans un capteur capable d'apprendre de manière autonome, sans lien spécifique avec un cloud « intelligent ». Eolane est à l'origine de la partie électronique et solutions IoT, et Cartesiam de la partie logicielle/intelligence artificielle. Les solutions IoT permettent d'améliorer les performances au sein des usines. Les industriels en espèrent des réductions de coût. < La SNCF a développé de nombreux projets basés sur l'IoT. L'un d'eux permet de réduire l'indisponibilité des escalators mécaniques dont elle a la charge grâce à des capteurs connectés. Cet assistant est à l'écoute des machines et il est capable d'alerter par anticipation de tout comportement anormal avant même qu'un problème n'impacte la ligne de production. Bob remplit cette mission et effectue un diagnostic en temps réel de l'état de santé des équipements à surveiller. L'assistant est composé de capteurs de vibrations et de température permettant, via ses puissants algorithmes de machine learning embarqués, de comprendre de manière entièrement autonome son environnement, de constituer son savoir de référence, puis de surveiller 24h/24h le comportement de l'équipement sur lequel il a été installé. À intervalles réguliers, Bob envoie par radio LoRaWan un rapport d'activité et de santé de l'équipement surveillé, mais également des alertes en cas de suspicion d'anomalie (présente ou à venir). Bob est ainsi capable de reconnaître la signature des vibrations normales ou anormales, comme Shazam le ferait pour la musique. Dès qu'il repère un problème ou une dérive, Bob transmet immédiatement une alerte, c'est-à-dire le résultat de son analyse, vers une console de supervision, une plateforme IoT sur Internet ou sur le smartphone d'un opérateur. Bob ne transmet pas de données, il communique uniquement le résultat de son analyse. Ainsi les données de production ne sont jamais envoyées dans un cloud. Totalement autonome, Bob s'interface également, si nécessaire, à la puissance du cloud, permettant ainsi d'apporter des éléments de contexte aux informations remontées. Compatible avec les réseaux LoRa (prococole LoRaWan), Bob envoie vers le cloud non pas des données pour analyse comme un simple capteur, mais au contraire de l'information à valeur ajoutée issue de l'intelligence artificielle embarquée, rendant la solution inédite dans ce secteur. UN PROJET POUR DES USINES PLUS SÛRES, PLUS DISPONIBLES, PLUS EFFICACES ET PLUS COMPÉTITIVES > Le projet 2IDO (Internet Industriel des Objets et des Opérateurs) vient d'être lancé par un consortium constitué de onze partenaires dont trois PME, deux organismes de recherche et six industriels fédérés autour d'un défi industriel majeur : développer un nouveau système global de communication efficiente sans fil, du capteur miniaturisé à l'applicatif, avec une haute pénétration en environnement contraint et s'appuyant sur les briques technologiques issues de l'industrie du futur. > À l'heure de la multiplication des dispositifs connectés, pour répondre à des objectifs d'amélioration de performance et des besoins de systèmes cybersécurisés, la gestion intelligente des données devient primordiale et différenciante. Dans cette révolution industrielle, le besoin grandissant de construire des produits et services à haute valeur ajoutée exige de collecter, transférer et analyser les données produites. C'est ainsi que le projet 2IDO a été lancé par Altran, via son World Class Center IoT Solutions (centre d'expertise en Internet des objets, leader du consortium), des partenaires technologiques – CEA List, Idosens, Internet of Trust, Laas-CNRS, Prove & Run – et des partenaires industriels utilisateurs – Orano, Framatome, ArianeGroup, Arkema, Total. > Le projet 2IDO permet de développer un écosystème sur les plans national et international et d'offrir une solution complète, avec une large gamme de services associés pouvant être directement déployés par d'autres industriels. Adaptable et non intrusive, cette solution est aussi énergétiquement intelligente, économiquement accessible et hautement sécurisée. > 2IDO va mettre à disposition des industriels un protocole innovant basé sur la technologie LoRa, utilisant une fréquence libre et compatible à l'international, grâce à des capteurs nouvelle génération, une infrastructure globale de réseau de communication sans fil, une sécurité renforcée et des solutions de récupération d'énergie. > Afin de rendre les usines plus sûres, plus disponibles, plus efficaces et plus compétitives, le projet 2IDO développe quatre solutions sur une plateforme de communication unique, répondant à quatre enjeux essentiels des industriels : localiser et suivre les moyens, les outils et les flux en intérieur ou en extérieur grâce à une solution de géolocalisation, améliorer la productivité des machines grâce à une solution d'optimisation de la performance, diminuer les risques d'accident grâce à une solution d'ergonomie et de mesure de la pénibilité du travail, réduire le nombre de pannes grâce à une solution de maintenance prédictive. > Le projet d'innovation 2IDO est soutenu par le Programme d'investissements d'avenir dans le cadre de l'appel à projets « Grands défis du Numérique » organisé conjointement par le Secrétariat général pour l'investissement, la Direction générale des entreprises et Bpifrance. Après une période de validation chez de grands industriels (EDF, Véolia), mais également dans des PME comme par exemple SJD décolletage, Bob est désormais dispo-nible pour la réalisation de tests industriels. < L'IoT participe au développement des « smart cities ». Il est présent dans des domaines aussi variés que les containers d'ordures ménagères ou les compteurs d'eau intelligents. Dès lors que les applications apportent un service à l'utilisateur, qu'elles changent ou facilitent sa vie, les solutions IoT seront aussi susceptibles de se développer. L'IoT est ainsi déjà présent dans des domaines aussi variés que les containers d'ordures ménagères, les compteurs d'eau intelligents, les vélos en libre-service et les colliers de chien permettant de localiser l'animal. L'IoT sera aussi très utile aux fournisseurs d'énergie, par exemple pour vérifier à distance le taux de remplissage des bouteilles de gaz et remonter des consommations énergétiques. Il s'agit d'un vrai décollage au niveau des applications, des projets et des volumes, et un nombre croissant d'industriels sont désormais convaincus des bienfaits que peut leur apporter l'IoT. Les objets connectés pour les applications industrielles coûteront très peu cher et vont rendre un réel service. Avec 4 300 antennes déployées sur tout le territoire, Objenious, filiale de Bouygues Telecom dédiée à l'IoT, couvrait 95 % de la population et plus de 30 000 communes, représentant 86 % de l'Hexagone, fin 2017. L'opérateur a été le 1 er acteur à proposer en France la technologie TDOA ( Time Difference Of Arrival ) sur un réseau public national LoRaWAN ( Low Power Wide Area Network ). Grâce à cette technolo-gie, tous les messages émis par un objet permettent de le géolocaliser avec une précision à partir de 50 mètres, selon les environnements. La TDOA utilise la différence de temps d'arrivée des messages aux différentes antennes du réseau pour calculer la position de l'objet. Plus besoin d'équiper ces objets de GPS ou autres technologies de géo-localisation. Cela permet de réduire la consommation énergétique des objets et de prolonger leur durée de vie tout en réduisant leur coût de production. La TDOA permet de suivre des objets en extérieur, en intérieur ou en mobilité : reconstituer un parcours (« géotracking »), ou générer des alertes d'entrée ou de sortie de zone (« géofencing »). Ainsi, Carrefour Supply Chain utilise cette technologie pour localiser et gérer ses « rolls » (chariots) entre ses magasins et ses plateformes logistiques. Cette méthode ne nécessite pas d'infrastructure car elle s'appuie exclusivement sur le réseau public, opéré par Objenious et son algorithme de calcul de position. La précision dépend de la densité d'antennes. Aujourd'hui, les tests réalisés confirment une précision à partir de 50 m en zone urbaine, 100 m en zone péri-urbaine. La deuxième phase de déploiement a démar ré avec Carrefour et 8 000 objets connectés ont été installés sur les « rolls ». Il devrait y en avoir 70 000 d'ici à la fin de l'année avec la généralisation de ce sys-tème. Cela concerne les magasins Carrefour de proximité en environnement urbain qui sont au nombre de 6 500 en France. Chaque « roll » est connecté au système d'information afin de savoir où il se trouve, dans quel entrepôt ou dans quel magasin. D'autres expériences du même type ont été menées par exemple avec le fabricant de câbles Acome pour connecter les tourrets des bobines de câble afin de les tracer, de suivre leur vitesse de rotation, de savoir s'ils sont pleins ou vides. Pour cette innovation, Objenious a reçu le trophée ECR de l'innovation 2017 décerné par l'Institut du commerce, une association pilotée par les acteurs du commerce. Ce trophée récompense les processus collaboratifs innovants pour une réponse efficace aux demandes des consommateurs. Grâce au récent partenariat signé avec Arteria, filiale télécom de Réseau de Transport d'Electricité (RTE) disposant de milliers de points hauts, Objenious va densifier sa couverture nationale notamment dans les territoires ruraux. Par ailleurs, pour assurer un complément de couverture de son réseau dans des zones difficiles d'accès, comme par exemple certains bâtiments (entrepôts, hôpitaux...)et sous-sols (caves, parkings) Objenious a lancé une offre « Coverage on-demand ». Elle permet aux entreprises de bénéficier d'un réseau LoRaWAN évolutif et d'une continuité de service de bout-en-bout. Parmi les clients Ojenious, nous pouvons également citer la ville d'Apt, dans le Lubéron, dans le cadre d'un projet développé avec Smar teo. Il vise à relever 10 000 compteurs d'eau enterrés. Chez Objenious, un modèle économique basé sur un abonnement Le coût d'une solution dépend du nombre d'objets à connecter au sein d'une même application. Chez Objenious, le modèle économique est basé sur un abonnement pour accéder au réseau, par prépaiement ou abonnement pluriannuel allant de trois à dix ans. Le coût global se scinde en trois composantes. Il faut d'abord prendre en compte le coût du réseau qui peut être de 1 euro par mois, voire 1 euro par an et par objet selon les volumes. Il faut ensuite y ajouter le coût de la plateforme qui va gérer les données de mesure de température, de vibration, ou toute autre variable. Enfin, il faut intégrer le coût unitaire du capteur qui peut être de l'ordre de 20 euros, voire moins. S'il doit résister aux chocs ou à l'humidité, il sera bien sûr plus cher que s'il se trouve dans un environnement moins exposé. À chaque application correspond un capteur et il n'est pas rare que le coût dépasse plusieurs milliers d'euros pour les plus spécifiques. La SNCF a développé de nombreux projets basés sur l'IoT, par exemple la mesure de l'inclinaison des poteaux, l'analyse de l'état global du ballast, la mesure de la température des rails pour la gestion de l'allure des trains ou encore réduire le temps d'indisponibilité des escaliers mécaniques. Elle a lancé un projet de supervision à distance qui prévoit la mise en place de capteurs connectés au niveau de chacun des 450 équipements dont elle a la charge. Le dispositif prend la forme d'un petit boîtier qui vient se brancher à l'aide d'une pince sur le câble d'alimentation électrique de l'escalator et mesure l'activité de ce dernier. Dès que l'escalier s'arrête, le câble n'est plus alimenté : le dispositif détecte le changement et transmet l'information pour qu'une intervention de maintenance soit déclenchée. Il exploite pour ce faire le réseau LoRa. Aires d'autoroutes connectées Problème : comment s'assurer que ce capteur soit bien en mesure de transférer ses messages quand l'escalier mécanique dessert les quais du RER B à plusieurs dizaines de mètres sous terre, loin des antennes qui couvrent la Gare du Nord en surface ? Et, à plus forte raison, quand l'alimentation d'un escalier mécanique est gérée au niveau d'une armoire technique coincée sous d'épaisses couches de métal ou à l'intérieur d'un sarcophage en béton. « La plupart des gares présentent des environnements très contraints d'un point de vue radio », résume Jean-Stéphane Rybak, responsable du centre d'expertise Objets Connectés au sein de la Fab IoT de la SNCF. Réalisée entre juillet et août dernier, l'expérience a vu transiter quelque 5 000 messages, grâce auxquels la Fab IoT de la SNCF a constitué une cartographie de la connectivité réelle des différents sites, selon que la transmission a réussi, échoué ou obtenu des résultats variables selon l'heure de la journée. Reste à voir comment couvrir les emplacements problématiques. L'objectif est donc de déterminer au plus juste la quantité d'antennes nécessaire et de voir comment le choix d'emplacements judicieux pourrait aussi permettre de renforcer la couverture des capteurs déjà connectés, dans une optique de redondance. Autre application émanant cette fois de la société d'autoroute Sanef : celle-ci a décidé d'innover pour transformer ses aires en aires connectées et superviser des équipements de sécurité dispersés sur le linéaire autoroutier. Le secteur d'exploitation de Reims (linéaire d'environ 80 km) sera le premier en France à être totalement équipé de solutions connectées. Ce projet innovant permettra d'optimiser les tournées des équipes d'exploitation Sanef et ainsi d'améliorer la qualité des services rendus sur l'autoroute. Elles auront en outre la possibilité de recueillir la satisfaction des utilisateurs grâce à des bornes installées près des sanitaires et dans les aires de repos, dimensionner le taux de fréquentation des sanitaires pour adapter les nettoyages et produits mis à disposition, suivre à distance la consommation d'eau, être averties des chocs sur les dispositifs de sécurité qui pourraient les déplacer et entraîner des accidents, sécuriser l'accès à la section courante en étant informées de l'ouverture ou de la fermeture des portails d'accès de service ou encore automatiser le taux de collecte des containers à déchets dès qu'ils sont remplis. Des rapports d'alarme seront remontés sur des tablettes installées dans les véhicules des patrouilleurs qui demanderont une intervention immédiate des équipes d'exploitation terrain. Dans le secteur d'exploitation de Reims (sur environ 80 km), les équipes de la société d'autoroutes Sanef ont la possibilité de recueillir la satisfaction des usagers. Alors qu'Objenious se concentre plus particulièrement sur la France, Sigfox a, quant à lui, considérablement étendu son réseau à l'international. L'année 2017 a également été marquée par une forte croissance pour cet opérateur de réseau IoT avec une extension à 45 pays au début du mois, et l'adoption continue de sa technologie. Le nombre d'objets connectés au réseau Sigfox a augmenté de 65 % en 2017 et s'établit aujourd'hui à 2,5 millions. Le chiffre d'affaires de la société a également progressé de plus de 56 % en 2017, atteignant 50 millions d'euros. 2017 a été une année charnière pour Sigfox et l'écosystème IoT. « Il y a une valeur énorme dans l'IoT, qui réside dans les données générées par des millions d'objets connectés à travers le monde. C'est à nous de transformer cette opportunité en or, en une industrie de plusieurs milliards de dollars, tout comme nous l'avons fait avec le pétrole il y a un siècle », a déclaré Ludovic Le Moan, cofondateur et Pdg de Sigfox. « Notre défi pour les prochaines années sera de réduire le coût de la collecte de ces données à près de zéro », avance-t-il. En 2018, Sigfox entend tirer parti de la puissance des données collectées sur son réseau, dans le but de couvrir 60 pays et plus d'un milliard de personnes dans le monde. La société prévoit de connecter jusqu'à six millions d'objets d'ici la fin de cette année, avec l'ambition à long terme de se positionner comme un fournisseur clé de données B2B. Il y a quelques semaines, Senioradom et Sigfox ont signé un accord stratégique avec la ville de Chengdu, en Chine, pour déployer une solution innovante de téléassistance développée par Senioradom dans ce pays. Après un test d'une année sur un échantillon de 1 500 personnes qui débutera en 2018 dans cette ville, « The Chengdu High-Tech Industrial Development Zone » s'engage à investir près de 300 M€ pour implanter cette solution dans les vingt plus grandes villes chinoises. Senioradom et Sigfox ont développé une solution de téléassistance, composée de capteurs de mouvements, d'ouverture de porte et d'un pendentif d'alerte ainsi que de géolocalisation. Cette solution est conçue pour détecter automatiquement des anomalies de comportement susceptibles d'être la conséquence d'une chute, d'un malaise ou d'un début de fragilité mentale (Alzheimer). Elle repose, d'une part, sur les algorithmes autoapprenants développés avec succès par la société Senioradom et qui sont opérationnels depuis déjà trois ans en France, et, d'autre part, sur la technologie développée par Sigfox permettant de transmettre des données à très bas coût tout en étant très économe en énergie.

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